Книга адресована специалистам-гидроэнергетикам, персоналу гаэс, проектировщикам, преподавателям и студентам гидроэнергетических специальностей. Может быть полезна также специалистамэнергетикам

Г л а в а 22. оРГанИзацИя РеМонтноГо оБСлУжИВанИя оСноВноГо оБоРУДоВанИя ГаЭС

Необходимость выполнения ремонтных работ обусловлена изменением технического состояния оборудования в эксплуатации вследствие изнашивания элементов, коррозии, накопления пластических и усталостных повреждений, изменения свойств материалов, изменения характеристик рабочих жидкостей и смазывающих материалов и ряда других факторов.
Во время эксплуатации детали и узлы гидроагрегата и его вспомогательных механизмов вследствие трения изменяют размеры и форму (изнашиваются). Изнашивание является одним из факторов, понижающих долговечность оборудования, а в ряде случаев может явиться причиной потери его работоспособности. Изнашивание происходит вследствие взаимодействия поверхностей сопряженных деталей и воздействия на них внешней среды (например, воды на лопасти рабочего колеса и лопатки направляющего аппарата). В результате такого взаимодействия происходит упругопластическое деформирование поверхностных слоев трущихся деталей, что приводит к возникновению и развитию вторичных физических, химических и механических процессов. Интенсивность процессов, возникающих в поверхностных слоях металла, зависит от параметров трения и особенностей упругопластического деформирования. Одни условия способствуют развитию химико-механических процессов, к которым относится упругопластическое деформирование поверхностного слоя и его окисление; другие условия способствуют развитию теплофизических процессов и схватыванию металлов (образование металлических связей сопряженных поверхностей). Одновременно могут возникнуть условия, благоприятные для развития процессов усталостного или абразивного разрушения.
Часто детали и узлы гидроагрегатов подвергаются электрохимической коррозии, когда металл разрушается под действием электролита. Мельчайшие капли раствора электролита могут образовываться на поверхности металла вследствие того, что частички пыли содержат гигроскопические соли, впитывающие атмосферную влагу.
При резком изменении температуры на холодной поверхности детали может концентрироваться вода, которая после растворения в ней солей становится электролитом. Таким образом, между зернами металла возникает разница потенциалов, являющаяся причиной возникновения электрохимической коррозии. Существенное влияние на скорость электрохимической коррозии оказывает состояние поверхности металла. Металл с полированной поверхностью коррозирует медленнее, чем с шероховатой.
В гидроагрегатах может также происходить эрозионное разрушение поверхности деталей в результате воздействия потока воды. Эрозия происходит вследствие ударов частиц воды о поверхность металла. Интенсивность эрозионного разрушения возрастает при увеличении загрязненности воды.
Кроме разрушения элементов насосотурбины в результате эрозионного изнашивания имеет место и разрушение в результате кавитационного изнашивания. Процесс кавитации представляет собой потерю сплошности и образование внутри потока воды паровых или газовых каверн. При схлопывании таких каверн удары частиц воды о поверхность детали вызывают ее местный нагрев, который в сочетании с ударами приводит к интенсивному разрушению металла.
Уменьшение или исчерпание технического ресурса деталей, узлов и гидроагрегата в целом компенсируются мероприятиями по восстановлению ресурса, которые предусматриваются организацией планово-предупредительных ремонтов (ППР).
На ГАЭС в соответствии с действующими нормативами должен проводиться комплекс по ППР оборудования, в том числе обратимых гидро- и электромашин. В состав этого комплекса входят планирование, подготовка и проведение технического обслуживания (ТО) и ремонта с заданной последовательностью и периодичностью. Целью выполнения ППР является обеспечение надежной эксплуатации и доведение технико-экономических показателей основного гидроэнергетического оборудования до нормативных характеристик. Система ППР базируется на изучении и анализе ресурса деталей и сборочных единиц насосотурбин и ГД с определением на этой основе технически и экономически обоснованных нормативов их использования. Учитывая, что в России практически отсутствовала статистика подобного рода для крупных обратимых гидроагрегатов, при вводе Загорской ГАЭС в эксплуатацию были приняты временные нормативы ремонта основного гидроэнергетического оборудования. На основе накопленного опыта после 10 лет эксплуатации были разработаны и приняты «Нормативы технического обслуживания и ремонта гидросилового оборудования (обратимых гидромашин) гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС)», в соответствии с которыми на Загорской ГАЭС организована система ППР основного оборудования. Поскольку проектируемые в Европейской части России новые ГАЭС будут близки по компоновке, мощности и условиям эксплуатации, можно полагать, что выполнение указанных нормативов будет для них обязательным, и, соответственно, опыт Загорской ГАЭС в части организации ремонтного обслуживания окажется востребованным.
В данной главе речь идет только об основном оборудовании ГАЭС (обратимых гидроагрегатах), поскольку остальное оборудование не отличается от стандартного, применяемого на электростанциях других типов.
Составными частями ППР основного оборудования ГАЭС являются его техническое обслуживание (ТО), капитальный (КР) и текущие ремонты (ТР). Капитальные и текущие ремонты ГД совмещаются с ремонтами насосотурбины.
При техническом обслуживании агрегатов выполняется комплекс работ (операций) по поддержанию работоспособности или исправности гидроагрегатов в период их эксплуатации и нахождения в резерве. В состав операций, относящихся к категории ТО, относятся осмотры, контрольные измерения, чистка, смазка, доливка и взятие проб масла на анализ и т. п. Периодичность таких работ колеблется в широких пределах: смена, сутки, полмесяца, месяц, два месяца, квартал, полгода, по необходимости.
При текущем ремонте проводят технический осмотр и очистку деталей в сборочных единицах, замену или восстановление быстроизнашивающихся деталей с периодичностью износа и сроком службы один и два года, а также устранение дефектов, возникших в ходе эксплуатации. ТР обратимых гидроагрегатов проводятся ежегодно. В зависимости от потребностей ГАЭС ТР могут выполняться как единовременно, так и в разбивку в течение года, но в пределах годовой нормативной продолжительности.
В ходе ТР, предшествующего капитальному, максимально возможно выявляется и уточняется объем работ, подлежащих выполнению в период последующего КР, а при ТР, выполняемом через месяц после окончания КР, устраняются замечания, выявленные в период подконтрольной эксплуатации.
При капитальном ремонте проводятся полная или частичная разборка гидроагрегата, осмотр, измерения, устранение обнаруженных дефектов, восстановление и замена изношенных деталей и составных частей, выполнение плановых мероприятий по модернизации и реконструкции, обеспечивающих повышение надежности, экономичности, ремонтопригодности и мощности агрегата, сборка, наладка и испытания до и после ремонта, а также при сдаче гидро- агрегата в эксплуатацию.
Для разработки нормативов ТО и ремонта гидроэнергетического оборудования ГАЭС установка «обратимый гидроагрегат» со вспомогательным оборудованием была разделена на сборочные единицы, составные части и детали, для которых на основании экспертной оценки и анализа отчетных документов станции о повреждаемости определены ресурсы, причем на одной сборочной единице может быть несколько мест с различной периодичностью повреждаемости и износа. Периодичности повреждаемости разных составных частей и восстановления их ресурса различаются в широком диапазоне – от двух месяцев до 10–12 лет.
Классификация работ по восстановлению ресурсов по срокам перехода оборудования в предельное состояние позволила распределить их по различным видам ремонтов и ТО таким образом, что величина ремонтного цикла составила 8 лет:
ТО для восстановления ресурса со сроком до года (ежесменно, ежесуточно, ежемесячно и т. д.); первый ТР (Т₁) для восстановления ресурса сроком 1 год. Про-
водится в 1-й, 3-й, 5-й и 7-й годы ремонтного цикла, а также входит в составы Т₂, К_1,2; второй ТР (Т₂) для восстановления ресурса со сроком два года. Выполняется во 2-й и 6-й годы ремонтного цикла, а также входит в составы КР К₁ и К₂; первый КР (К₁) для восстановления ресурса 3–4 года, проводит-
ся на 4-й год ремонтного цикла; второй КР (К₂) для восстановления ресурса 6–8 лет, выполняет-
ся на 8-й год ремонтного цикла.
Через год после начала эксплуатации проводится КР агрегата вне сроков циклической периодичности. Цель этого ремонта – устранение замечаний, обнаруженных в ходе первого года эксплуатации, а также горячая переклиновка обода ротора ГД. Последнее мероприятие необходимо проводить не более чем через год эксплуатации в связи со специфическими (в сравнении с обычной ГЭС) условиями работы агрегата: большим количеством пусков-остановок (ускорений-торможений) и реверсивным характером работы.
В табл. 22.1 приведены ресурсы некоторых составных частей и деталей обратимых гидроагрегатов по опыту Загорской ГАЭС.
Та б л и ц а 22.1